Коллоидные процессы в тесте при выпечке
Коллоидные процессы, происходящие в тестовой заготовке при выпечке
Коллоидные процессы, протекающие в ВТЗ при ее прогревании, очень существенны, так как именно они и обусловливают переход теста в мякиш хлеба.
Изменение температуры теста резко влияет на ход коллоидных процессов, происходящих н нем. Клейковина теста, по данным А. Г. Кульмана, имеет максимум набухаемости примерно при 30 °С.
Дальнейшее повышение температуры ведет к снижению ее способности набухать. Примерно при 60-70 °С белковые вещества теста (его клейковина) денатурируются и свертываются, освобождая цри этом воду, поглощенную при набухании. Крахмал муки по мере повышения температуры набухает все более и более энергично. Особенно интенсивно возрастает набухание при 40-60 °С. В этом же температурном интервале начинается и клейстеризация крахмала, сопровождающаяся его набуханием.
Однако процесс клейстеризации очень сложен. В. И. Назаров на основании анализа существующих представлений о процессе клейстеризации и своих экспериментов пришел к выводу, что нельзя отождествлять клейстеризацию с набуханием. Если бы клейстеризация крахмала ограничивалась только набуханием, то тепловой эффект процесса клейстеризации был бы положительным. Однако, как показали исследования теплового эффекта клейстеризации, проведенные В. И. Назаровым с помощью регистрирующего пирометра Курнакова, клейстеризация крахмала происходит с явно выраженным эндотермическим эффектом, который, по Назарову, объясняется затратой тепла на разрушение внутренней мицеллярной структуры крахмального зерна и разделение более крупных мицеллярных агрегатов на отдельные составляющие их мицеллы или менее крупные группы мицелл.
Следствием этого является повышение осмотического давления внутри крахмального зерна, а вызываемый этим давлением интенсивный приток воды внутрь зерна приводит к разрыву оболочки крахмального зерна и полному ее разрушению.
В 1939 г. были сделаны подсчеты эндотермического эффекта процесса клейстеризации с учетом затрат тепла на плавление кристаллической части зерна крахмала и на его разрушение, а также количества тепла, выделившегося в результате процесса гидратации.
Чисто эндотермический эффект процесса клейстеризации 1 г сухого крахмала по этим подсчетам составляет 154 Дж. Использовать эту цифру для подсчета эндотермического эффекта клейстеризации крахмала в хлебе при выпечке не представляется возможным, так как в тесте не имеется того количества воды (примерно вдвое — втрое большего по сравнению с количеством крахмала), которое необходимо для полной клейстеризации крахмала.
Рентгенографические исследования изменений крахмала хлеба в процессе его выпечки и черствения, проводившиеся Катцем, четко показывают, что крахмал, клейстеризованный в присутствии двойного и более количества воды, дает рентгеноспектр, типичный для аморфных веществ.
Крахмал же хлеба, клейстеризованный при ограниченном количестве воды, дает рентгеноспектр кристаллического состояния, хотя и несколько отличный от рентгеноспектра кристаллического состояния крахмала муки. Это также было подтверждено микроскопическим исследованием хлеба.
Изучение микроструктуры хлеба с использованием методов микрофотографии также подтвердило, что зерна крахмала остаются в хлебе в полуоклейстеризованном состоянии, сохраняя частично свою кристаллическую структуру.
В температурном интервале 50-70 °С одновременно протекают процессы термической коагуляции белков и клейстеризации крахмала. Основная часть воды, впитанной белками теста при их набухании, переходит к клейстеризующемуся крахмалу.
Не менее важно и то, что процессы клейстеризации крахмала и коагуляции белков обусловливают переход теста ВТЗ в состояние мякиша, резко изменяя при этом реологические свойства теста и как бы фиксируя пористую структуру теста, которую оно имело к этому моменту.
Переход теста в мякиш происходит не одновременно по всей массе ВТЗ, а начинается с поверхностных ее слоев и по мере прогревания распространяется по направлению к центру. Если в середине процесса выпечки вынем ВТЗ из печи и разрежем ее, то увидим, что в центральной части сохранилось еще не изменившееся тесто, окруженное слоем уже образовавшегося мякиша. Границей между мякишем и тестом в пшеничной ВТЗ будет изотермическая поверхность, температура которой равна примерно 69 °С.
Изменение реологических свойств теста в температурном интервале 30-80°С было изучено и при помощи фаринографа. Кривая на рисунке характеризует зависимость консистенции теста (выражаемой в условных единицах фаринографа) от его температуры.
Как видно из этого графика, консистенция теста по мере повышения температуры его сначала (в результате физических и ферментативных процессов) резко падает, достигая минимума около 57 °С. Дальнейшее нагревание в интервале 60-70 «С вызывает резкое изменение консистенции теста вследствие клейстеризации крахмала и коагуляции белков, приводящих тесто в состояние мякиша.
Не следует, однако, думать, что прогревание теста до 69 °С уже обеспечивает образование мякиша вполне нормального качества. Если мякиш при выпечке прогрет только до 69°С, то он будет заминаться при легком надавливании и будет сыроватым на ощупь. Причина этого заключается в том, что клейстеризация крахмала (первая ее стадия) в условиях недостаточности влаги, которая наблюдается в хлебе, продолжается при значительно более высокой температуре (100 °С).
Исходя из этого для получения хлеба с сухим и эластичным мякишем надо, чтобы мякиш хлеба (либо во время выпечки, либо, как будет показано далее, после выемки хлеба из печи) был прогрет до температуры 92-98 ‘С.
Л. Г. Кульман в работах, посвященных коллоидной характеристике процесса выпечки, показал, что гидрофильные свойства коллоидов ВТЗ в процессе выпечки резко изменяются по мере прогревания.
На рисунке 2 приведены графики, построенные по данным работы Кульмана, свидетельствующие о резком увеличении в процессе выпечки гидрофильности коллоидов ВТЗ. Резко возросла способность мякиша хлеба связывать воду, набухать и в известной части переходить в раствор. Как и следовало ожидать, кривые изменения этих показателей в процессы выпечки как по конфигурации, так и по соотношению кривых для периферических и центральных слоев мякиша очень близки к температурным кривым прогрева мякиша. Это лишний раз подчеркивает, что именно прогрев ВТЗ является первопричиной всех происходящих в ней при выпечке изменений.
